KR101766816B1 - Apparatus for treating biomass and treating method of biomass using the same - Google Patents

Apparatus for treating biomass and treating method of biomass using the same Download PDF

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KR101766816B1 KR1020160041159A KR20160041159A KR101766816B1 KR 101766816 B1 KR101766816 B1 KR 101766816B1 KR 1020160041159 A KR1020160041159 A KR 1020160041159A KR 20160041159 A KR20160041159 A KR 20160041159A KR 101766816 B1 KR101766816 B1 KR 101766816B1
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이진형
권정회
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한국세라믹기술원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for treating biomass and a treating method of biomass using the same, and more specifically, to an apparatus for treating biomass for effectively crushing biomass to improve the bioconversion of biomass, and a treating method of biomass using the same. The apparatus for treating biomass includes: a blending device for cutting and mixing biomass; a sieve for passing the cut and mixed biomass by a predetermined size or less; and a crushing device for crushing the biomass which has passed through the sieve.

Description

바이오매스 처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법{APPARATUS FOR TREATING BIOMASS AND TREATING METHOD OF BIOMASS USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a biomass treatment apparatus and a biomass treatment method using the biomass treatment apparatus.

본 발명은 바이오매스 처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바이오매스를 효과적으로 분쇄하여 바이오매스의 생물전환을 향상시키기 위한 바이오매스 처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomass treatment apparatus and a method of treating biomass using the same, and more particularly, to a biomass treatment apparatus and a biomass treatment method for improving biomass conversion of biomass by effectively pulverizing the biomass .

바이오연료는 바이오매스(Biomass)라 하는 식물 생명체의 분해를 통해 최종적으로 에탄올이나 부탄올과 같은 연료를 생산하는 기술이다. 바이오매스는 전분계, 목질계, 조류 등이 사용될 수 있으며 전분계의 경우 세포벽이 두껍지 않기 때문에 별다른 전처리 공정없이 바로 당화 공정과 발효 공정을 통해 바이오연료를 얻을 수 있다. 하지만 목질계 바이오매스의 경우 셀룰로오즈를 둘러싼 리그닌을 깨뜨려야 비로소 셀룰로오즈를 통한 당화와 발효 공정이 가능하기 때문에 리그닌을 분해하는 전처리 공정이 중요한 요소 중의 하나이다.Biofuels are a technology that ultimately produces fuels such as ethanol and butanol through the decomposition of plant life forms called biomass. Biomass can be used in starch, woody, algae, etc. In the case of starch, the cell wall is not thick, so biofuel can be obtained directly through the saccharification process and the fermentation process without any pretreatment process. However, in the case of woody biomass, the pretreatment process for decomposing lignin is one of the important factors because it enables the saccharification and fermentation process through cellulose to break the lignin surrounding the cellulose.

효과적인 전처리 공정은 섬유소의 함량을 증가시키고 미세섬유의 결정성을 감소시켜 바이오매스의 단위면적당 효소의 흡착율을 높임으로써, 섬유소의 반응성을 증가시키고 효소 가수분해 능력을 증가시킨다. 전처리방법으로는 리그노셀룰로스계 바이오매스의 종류에 따라 다양한 물리적, 화학적 방법이 있으며, 예를 들어 증기 폭쇄법, 알칼리 처리법, 이산화황 처리법, 과산화수소 처리법, 초임계 암모니아 처리법, 약산 추출 처리법, 암모니아 동결 폭쇄법 등이 알려져 있다.An effective pretreatment process increases the content of fibrin and reduces the crystallinity of microfibers, thereby increasing the adsorption rate of the enzyme per unit area of the biomass, thereby increasing the reactivity of the fibrin and increasing the hydrolytic capacity of the enzyme. As the pretreatment method, there are various physical and chemical methods depending on the kind of the lignocellulosic biomass, and there are various physical and chemical methods, for example, steam explosion method, alkali treatment method, sulfur dioxide treatment method, hydrogen peroxide treatment method, supercritical ammonia treatment method, weak acid extraction treatment method, Chain method and the like are known.

이중 가장 많이 사용되는 약산 추출 처리법은 고온고압의 반응기에 목재 등을 미분쇄하여 장입하고 그 틈새로 저농도의 산을 흘러 보내주어 헤미셀룰로스와 일부 리그닌을 추출하여 제거하는 방법이다. 이 방법은 반응기 내의 온도와 개개입자의 반응시간을 균등하게 하고 추출 분해물의 반응기 내 체류시간을 일정하게 유지할 수 있으므로 초기 분해물의 고온 상태에서의 장시간 반응에 의한 과도한 분해, 전환에 의한 부산물 생성을 줄이고 고형물(셀룰로스 및 리그닌)의 회수율을 높일 수 있으며 자일란의 회수율도 80~90% 이상으로 할 수 있다.The most widely used weak acid extraction method is a method in which wood or the like is finely pulverized in a high-temperature and high-pressure reactor and low-concentration acid is flowed into the gap to extract and remove hemicellulose and a part of lignin. This method can equalize the temperature in the reactor and the reaction time of the individual particles and maintain the residence time of the extracted degradation product in the reactor constantly, thereby reducing the generation of by-products due to excessive decomposition and conversion due to the long- The recovery rate of solids (cellulose and lignin) can be increased, and the recovery rate of xylan can be 80 to 90% or more.

그러나, 상기 방법은 바이오매스 조직의 물리적 파쇄를 유발하기 어렵고 추출수에 미세입자가 동반하여 배관이 폐색되거나 처리 전 미분쇄에 과도한 동력이 소요되는 등의 문제점이 있다.However, the above method has a problem that it is difficult to cause physical breakdown of the biomass structure, the piping is closed due to the fine particles in the extraction water, or excessive power is required for the pulverization before the treatment.

한편, 알칼리 처리에 의한 리그닌의 분해도 유망한 전처리 기술로 각광을 받고 있다. 알칼리 처리의 경우 알칼리성 용매인 암모니아수, 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 황화나트륨을 1종 이상 처리하여 리그닌을 분해한다. 하지만 알칼리 처리 의 경우 높은 pH 값(≥ 10)에 의해서 이후에 따르는 셀룰로스 분해 효소 및 자일란분해 효소의 활성을 저해하게 되어 이후에 pH 저해 공정이 뒤따라야 한다. 이 공정에서는 다량의 물을 사용해야 하며 산 처리시는 불필요한 염류를 형성하여 여전히 해결해야 하는 문제로 남아있다.On the other hand, the decomposition of lignin by alkali treatment is also attracting attention as a promising pretreatment technique. In the case of alkali treatment, one or more alkaline solvents such as ammonia water, sodium hydroxide, calcium hydroxide and sodium sulfide are treated to decompose lignin. However, in the case of alkali treatment, the high pH value (≥ 10) inhibits the activity of the cellulolytic enzymes and xylenolytic enzymes, which must be followed by pH inhibition processes. In this process, a large amount of water must be used, and the acid treatment still forms an undesirable salt and remains a problem to be solved.

무엇보다도 현재 가장 많이 사용되는 두 가지 전처리방법 모두 단당류만 생성되는 것이 아니라 약산, 퓨란 유도체, 페놀계 화합물 등이 발생하게 된다. 이런 화학물들은 이후 발효 공정에서 활용될 미생물에 치명적인 독성을 유발하게 되어 이후에 발생할 발효 공정의 효율을 저감시키는 영향을 미치게 된다. 이때 발생하는 주요한 화학물질들이 푸르푸랄 (Furfural), 바닐린 (Vanillin), 페룰산 (Ferulic acid), 쿠마릭산 (Coumaric acid) 등이다.Above all, the two most pre-treatment methods currently used are not only producing monosaccharides but also weak acids, furan derivatives, and phenolic compounds. These chemicals will subsequently cause lethal toxicity to the microorganisms used in the fermentation process, thereby reducing the efficiency of subsequent fermentation processes. The main chemical substances that occur at this time are furfural, vanillin, ferulic acid, coumaric acid, and the like.

상기 화학물질 중 특히 푸르푸랄과 하이드록시메틸푸르푸랄의 경우는 높은 독성을 나타낸다는 것이 이미 보고되고 있다. 즉, 1 mg/L의 푸르푸랄에 대해서도 효모와 대장균에서 심각한 활성 저해 현상이 발생하는 것이 보고되었으며(Banerjee et al., 1981), 하이드록시메틸푸르푸랄에서도 대장균을 포함하여 17가지 균주를 가지고 독성 테스트를 수행했을 때 세포 활성 저해가 발견되었다.(Banerjee et al., 1981)It has been reported that the above chemicals, especially furfural and hydroxymethyl furfural, show high toxicity. In other words, it has been reported that furfural of 1 mg / L is also seriously inhibited by yeast and Escherichia coli (Banerjee et al., 1981). Hydroxymethylfurfural also has 17 strains, including E. coli, Inhibition of cell activity was observed when tested (Banerjee et al., 1981)

또한, 상기와 같은 독성물질이나 사용된 산, 염기 등을 제거하기 위해 다량의 물이 사용되는 경우가 많으며 이로 인한 이차 환경 오염 및 에너지 소비가 뒤따르게 된다. 또한 물을 사용한 세척시 원료로 사용되는 바이오매스가 유실되는 경우가 많아 실제 에너지 발생 효율이 떨어진다는 문제가 있다.In addition, a large amount of water is often used to remove toxic substances, acids, bases, and the like as described above, resulting in secondary environmental pollution and energy consumption. In addition, biomass used as a raw material in the washing with water is often lost, and there is a problem that the actual energy generation efficiency is lowered.

이런 문제를 해결하기 위해 화학적인 처리방법이 아닌 물리적인 처리방법을 이용한 목질계 바이오매스 처리방법들이 연구되고 있다.To solve these problems, woody biomass treatment methods using physical treatment methods rather than chemical treatment methods are being studied.

대한민국 특허 10-1159290은 디스크 밀링 방법을 사용하여 바이오매스를 전처리하는 방법을 사용하고 있으나, 이는 비교적 겉 표면막이 약한 해조류 바이오매스를 사용하고 있고, 전처리 후에도 H2SO4, HCl, HBr, HNO3, CH3COOH, HCOOH, HClO4, H3PO4, PTSA(para-toluene sulfonic acid)와 같은 고체산 촉매 처리가 뒤따르는 2단계 전처리 공정이 필요하다.Korean Patent No. 10-1159290 uses a method of pretreating biomass using a disk milling method, but it uses a seaweed biomass that is relatively weak in the outer surface membrane. H 2 SO 4 , HCl, HBr, HNO 3 , A two-step pretreatment process followed by a solid acid catalyst treatment such as CH 3 COOH, HCOOH, HClO 4 , H 3 PO 4 , and para-toluene sulfonic acid (PTSA)

대한민국 특허 10-0965851의 경우 팝핑(Popping method)에 의해서 옥수수대의 효소분해 공정 효율을 증대시키는 기술을 소개하였다. 팝핑법을 사용하면 옥수수대의 화학적인 조성에는 변화가 없지만 물리적으로 더 작게 분해가 된다. 하지만 리그닌의 결에 따른 분해는 되지 않으며 리그닌의 분해 정도가 그리 높지 않아 효율 향상 효과가 미미하다.In Korean Patent No. 10-0965851, a technique of increasing the efficiency of the enzymatic digestion process of corn bran by a popping method has been introduced. With the popping method, there is no change in the chemical composition of the corn bob, but it is physically smaller. However, the degradation of lignin is not observed and the degradation of lignin is not so high.

대한민국 특허 10-0994594나 10-1037125의 경우 목질계 바이오매스의 발효 저해물질을 중합시키는 방법을 기술하였는데, 이 경우는 전처리 과정에서 이미 발생한 발효 저해물질을 과산화효소나 중화제를 처리하여 중합시키는 것으로 역시 2단계 전처리 공정이 필요하다.Korean Patent No. 10-0994594 or 10-1037125 discloses a method of polymerizing a fermentation inhibitor of woody biomass. In this case, the fermentation inhibitor which has already occurred in the pretreatment process is treated with a peroxidase or a neutralizing agent, A two-step pretreatment process is required.

그러나, 상기 방법들 또한 오로지 물리적 분쇄만을 가지고 전처리를 시행하기는 에너지 소요가 너무 크고 효율이 낮아 오로지 물리적인 분쇄만을 이용한 전처리 공정은 아직 개발되지 못하였다.However, since the above-mentioned methods are too large in energy requirement and only low in efficiency to perform pretreatment with only physical pulverization, a pretreatment process using only physical pulverization has not yet been developed.

이에, 본 발명에서는 종래의 화학적 전처리방법이 가지고 있는 독성 부산물의 생성, 바이오매스의 질량 손실, 환경 오염 등의 문제점을 해결함과 동시에 종래의 볼 분쇄 방법이 가지는 낮은 분쇄 효율의 문제를 해결할 수 있는 바이오매스 처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법을 제공하고자 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems such as generation of toxic by-products, loss of mass of biomass, environmental pollution, and the like, which the conventional chemical pretreatment method has, And a biomass treatment method using the biomass treatment apparatus.

대한민국 등록특허공보 제10-1159290호Korean Patent Publication No. 10-1159290 대한민국 등록특허공보 제10-0965851호Korean Patent Registration No. 10-0965851

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 화학적 전처리방법이 가지고 있는 독성 부산물의 생성, 바이오매스의 질량 손실, 환경 오염 등의 문제점을 해결함과 동시에 바이오매스의 블렌딩 및 분쇄 작업을 연속적으로 수행하여 일반적인 물리적 처리방법이 가지는 낮은 분쇄 효율 문제를 해결할 수 있는 바이오매스 처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to solve the above problems, and it is an object of the present invention to solve the problems of generation of toxic by-products, loss of mass of biomass, environmental pollution and the like of conventional chemical pretreatment methods, The present invention provides a biomass treatment apparatus capable of solving a low grinding efficiency problem of a general physical treatment method by continuously performing blending and grinding operations and a method of treating biomass using the same.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment.

상기 목적은, 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 장치; 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시키는 체(sieve); 및 체를 통과한 바이오매스를 분쇄하는 분쇄장치;를 포함하는 바이오매스 처리장치에 의해 달성될 수 있다.The object is achieved by a blending device for cutting and mixing biomass; A sieve for passing biomass cut and mixed below a predetermined size; And a crushing device for crushing the biomass that has passed through the sieve.

이때, 블렌딩 장치는 다수개의 칼날을 구비하는 회전축을 포함할 수 있고, 체(sieve)는 진동장치를 구비할 수 있으며, 분쇄장치는 3~10Φ의 세라믹 볼을 포함할 수 있다.At this time, the blending apparatus may include a rotating shaft having a plurality of blades, a sieve may include a vibrating device, and the pulverizing device may include ceramic balls of 3 to 10Φ.

또한, 상기 목적은, 바이오매스를 블렌딩 장치로 투입하는 투입단계; 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 단계; 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 체(sieve)로 분리한 후, 분쇄장치로 이동하는 분리단계; 및 세라믹 볼을 이용하여 바이오매스를 마멸분쇄하는 분쇄단계;를 포함하는 바이오매스 처리방법에 의해 달성될 수 있다.The above object can also be accomplished by a biomass comprising: an input step of inputting biomass into a blending device; A blending step of cutting and mixing the biomass; A separation step of separating the biomass cut and mixed to a predetermined size or less by a sieve, and then moving the biomass to a grinding apparatus; And a pulverizing step of subjecting the biomass to abrasive pulverization using a ceramic ball.

이때, 블렌딩단계는 0.1~10분 동안 150~450rpm의 속도로 수행될 수 있고, 체(sieve)는 진동장치를 구비하고, 체(sieve)를 진동시킴으로써 바이오매스를 분쇄장치로 이동시킬 수 있으며, 분쇄단계는 3~10Φ의 세라믹 볼을 이용하여 10~60분 동안 수행될 수 있다.At this time, the blending step may be performed at a speed of 150 to 450 rpm for 0.1 to 10 minutes, and the sieve may be equipped with a vibration device, and the biomass may be moved to the pulverizing device by vibrating the sieve, The pulverization step may be performed for 10 to 60 minutes using a ceramic ball of 3 to 10Φ.

본 발명에 따르면, 종래의 화학적 전처리방법이 가지고 있는 독성 부산물의 생성, 바이오매스의 질량 손실, 환경 오염 등의 문제점을 해결하는 효과를 가진다.The present invention has the effect of solving the problems of toxic byproducts, mass loss of biomass, environmental pollution, etc., which the conventional chemical pretreatment method has.

또한, 분쇄 작업을 수행하기 전에 블렌딩 단계를 거침으로써 바이오매스 분쇄효율을 극대화 시킬 수 있고, 이를 연속적인 작업으로 처리함으로써 시간과 비용 및 노동력을 절감할 수 있는 효과를 가진다.In addition, it is possible to maximize the biomass pulverization efficiency by performing the blending step before performing the pulverizing operation, and it is possible to reduce the time, cost, and labor by treating it as a continuous operation.

또한, 체(sieve)를 통해 소정의 크기를 가지는 바이오매스를 분쇄장치로 이동시켜 생산되는 바이오매스 분쇄물이 균일한 크기를 가지게 된다.In addition, the biomass pulverized product produced by moving the biomass having a predetermined size through the sieve to the pulverizer has a uniform size.

또한, 본 발명은 여러가지 식물체의 유용 물질을 추출할 수 있고, 효소를 이용하여 당화합물을 제조할 수도 있으며, 멸균 처리할 수 있는 효과도 가진다.Further, the present invention can extract useful substances from various plants, and can also produce a sugar compound using an enzyme, and can also be sterilized.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 체(sieve)와 블렌딩 장치 및 분쇄장치의 결합을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 마멸분쇄 방식의 원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 실시예 및 비교예의 실험결과를 비교한 그래프이다.1 is a schematic view of a biomass treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing the combination of a sieve with a blending device and a grinding device.
3 is a view for explaining the principle of the abrasive grinding method.
4 is a graph comparing experimental results of Examples and Comparative Examples.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are provided by way of illustration only for the purpose of more particularly illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments .

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.Also, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains and, where contradictory, Will be given priority.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly illustrate the claimed invention, parts not related to the description are omitted, and like reference numerals are used for like parts throughout the specification. And, when a section is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. In addition, "part" described in the specification means one unit or block performing a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step may be performed differently from the stated order unless clearly specified in the context. have. That is, each of the steps may be performed in the same order as described, or may be performed substantially concurrently or in the reverse order.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 처리장치는 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 장치; 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시키는 체(sieve); 및 체를 통과한 바이오매스를 분쇄하는 분쇄장치;를 포함한다. 본 발명은 블렌딩 장치와 분쇄장치를 연결하여 바이오매스를 연속적으로 처리하되, 원하는 크기로 블렌딩된 바이오매스만 통과하도록 블렌딩 장치와 분쇄장치 사이에 체(sieve)를 설치하고, 소정의 크기(여기에서 소정의 크기란 15~25 메쉬(mesh)의 체를 통과할 수 있는 크기를 의미한다) 이하의 바이오매스를 통과시킴으로써 바이오매스 분쇄효과를 극대화하는 한편, 생산하는 바이오매스 분쇄물이 균일한 크기를 갖는 효과를 가진다.1 is a schematic view of a biomass treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a biomass processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a blending device for cutting and mixing biomass; A sieve for passing biomass cut and mixed below a predetermined size; And a grinding device for grinding the biomass that has passed through the sieve. The present invention relates to a blending apparatus and a grinding apparatus connected to each other to continuously process the biomass, wherein a sieve is installed between the blending apparatus and the grinding apparatus so as to pass only the biomass blended to a desired size, The predetermined size refers to a size capable of passing through a sieve of 15 to 25 mesh), thereby maximizing the biomass pulverization effect, while the produced biomass pulverized product has a uniform size .

일 실시예에 있어서, 블렌딩 장치는 바이오매스를 절단 및 혼합하는 장치로서, 장치의 중앙부에는 다수개의 칼날을 구비하는 회전축을 포함할 수 있고, 회전축은 별도의 동력장치에 의해 회전함으로써 바이오매스를 절단 및 혼합한다. 회전축에 결합되는 칼날의 개수는 블렌딩 장치의 크기에 따라 다양하게 조절할 수 있고, 회전축의 회전 속도는 150~450rpm인 것이 바람직하다. 150rpm 미만에서는 바이오매스가 효과적으로 절단되지 못하고, 450rpm을 초과하는 경우, 동력장치의 성능을 지나치게 높이게 되어 비경제적이다. 또한, 블렌딩은 0.1~10분 수행되는 것이 바람직하고, 0.1분 미만의 경우, 절단 효과가 미흡하며, 10분 초과하는 경우, 바이오매스가 충분히 절단되어 추가적인 절단효과가 없으므로 비경제적이다.In one embodiment, the blending device is a device for cutting and mixing biomass, which may include a rotating shaft having a plurality of blades at the center of the device, the rotating shaft being rotated by a separate power device to cut the biomass And mix. The number of blades coupled to the rotating shaft can be variously adjusted according to the size of the blending device, and the rotating speed of the rotating shaft is preferably 150 to 450 rpm. Below 150 rpm, the biomass can not be cleaved effectively, and above 450 rpm, the performance of the power plant is excessively high, which is uneconomical. In addition, blending is preferably performed for 0.1 to 10 minutes, and if it is less than 0.1 minute, the cutting effect is insufficient, and if it exceeds 10 minutes, the biomass is sufficiently cut off and there is no additional cutting effect.

또한, 블렌딩 장치의 상부 일측에는 바이오매스를 투입하는 바이오매스 주입구가 형성되어 있어 연속적으로 바이오매스를 주입할 수 있다. 즉, 블렌딩 장치와 분쇄장치 사이에 체(sieve)가 배치되어 소정의 크기 이하로 절단된 바이오매스를 계속적으로 통과시키므로 바이오매스 주입구를 통해 바이오매스를 연속 공급하는 것이 가능하다.In addition, a biomass inlet for injecting biomass is formed at one side of the upper portion of the blending device, so that the biomass can be injected continuously. That is, a sieve is disposed between the blending device and the pulverizing device and continuously passes the biomass cut to a predetermined size or less, so that the biomass can be continuously supplied through the biomass inlet.

일 실시예에 있어서, 체(sieve)는 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시키는 장치로서, 블렌딩 장치에 의해 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시켜 분쇄장치로 이동시킨다. 도 2는 체(sieve)와 블렌딩 장치 및 분쇄장치의 결합을 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 설명하면, 체(sieve)는 그 폭이 블렌딩 장치 및 분쇄장치보다 넓어 오링(O-ring) 등을 이용하여 블렝딩 장치 및 분쇄장치를 연속적으로 결합한다.In one embodiment, a sieve is an apparatus for passing biomass cut and mixed below a predetermined size, which is passed through a biomass cut and mixed by a blending device and transferred to a mill. FIG. 2 is a schematic view showing the combination of a sieve, a blending device and a crushing device. Referring to FIG. 2, a sieve is wider than a blending device and a crushing device, and the O- The blending apparatus and the pulverizing apparatus are continuously connected.

또한, 체(sieve)는 진동장치를 구비하고 있어, 진동에 의해 소정의 크기 이하로 절단된 바이오매스를 효과적으로 통과시킬 수 있다. 즉, 충분한 크기로 절단된 바이오매스가 점성에 의해 통과하지 못하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the sieve is equipped with a vibration device, and can effectively pass the biomass cut to a predetermined size or less by vibration. That is, biomass cut to a sufficient size can be prevented from failing to pass by the viscosity.

또한, 체(sieve)는 15~25 메쉬(mesh)의 체(sieve)인 것이 바람직하다. 메쉬(mesh)란, 가로와 세로 길이 1인치(inch) 안에 들어있는 구멍의 개수를 나타내는 단위로서, 20 메쉬(mesh)의 경우, 가로와 세로 길이 1인치(inch) 안에 20개의 구멍이 있는 것을 의미한다. 15 메쉬 미만인 경우, 절단 시간이 매우 길어지기 때문에 비효율적이고, 25 메쉬를 초과하는 경우, 이어지는 분쇄장치에서 효과적으로 분쇄되지 않을 수 있다. In addition, the sieve is preferably a sieve of 15 to 25 mesh. A mesh is a unit that indicates the number of holes in a width of 1 inch (inches). In the case of 20 meshes, 20 holes in one inch (width) and height it means. If it is less than 15 meshes, it is inefficient because the cutting time becomes very long, and if it exceeds 25 mesh, it may not be effectively crushed in the subsequent grinding apparatus.

일 실시예에 있어서, 분쇄장치는 체를 통과한 바이오매스를 분쇄하는 장치이다. 도 3은 마멸분쇄 방식의 원리를 설명하는 도면으로, 이를 참조하여 설명하면, 분쇄장치는 샤프트 핀(shaft pin)이 형성된 교반기(agitator)에 의해서 용기 내에 힘의 구배를 유도하고, 상기 힘의 구배가 형성된 용기 내에서 세라믹 볼 간의 마찰을 유도하여 내부에 있는 바이오매스를 분쇄하는 마멸분쇄(attrition mill) 방식을 이용하여 물리적 처리를 수행한다. 이때, 세라믹 볼은 3~10Φ인 것이 바람직하다. 3Φ 미만인 경우, 세라믹 볼에 의한 충분한 분쇄 효과를 가질 수 없고, 10Φ를 초과하는 경우, 바이오매스 분쇄 시 세라믹 볼 간의 충돌에 의해 세라믹 볼이 파손될 우려가 있다.In one embodiment, the grinding apparatus is a device for grinding biomass that has passed through a sieve. FIG. 3 is a view for explaining the principle of the abrasive grinding method. Referring to FIG. 3, the grinding apparatus is configured to induce a gradient of force in a container by an agitator formed with a shaft pin, The physical treatment is carried out by attrition mill which induces friction between the ceramic balls in the container in which the biomass is formed and crushes the biomass therein. At this time, the ceramic ball is preferably 3 to 10Φ. If it is less than 3Φ, it can not have a sufficient crushing effect by the ceramic balls, and if it exceeds 10Φ, the ceramic balls may be broken by the collision between the ceramic balls at the time of crushing the biomass.

한편, 분쇄장치는 10~60분의 시간동안 150~450rpm의 속도로 수행되는 것이 바람직하다. 분쇄 속도가 150rpm 미만일 경우, 분쇄가 충분히 이루어지지 않아 분쇄 효율이 떨어지고, 450rpm을 초과하는 경우, 추가적인 분쇄 효과를 얻기 어려우므로 비경제적이다.On the other hand, the milling apparatus is preferably operated at a speed of 150 to 450 rpm for 10 to 60 minutes. If the grinding speed is less than 150 rpm, the pulverization is not sufficiently performed and the grinding efficiency is lowered. If the grinding speed is more than 450 rpm, it is difficult to obtain an additional pulverizing effect, which is uneconomical.

한편, 분쇄장치는 이어지는 추가공정에 따라 다양한 장치를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 분쇄된 바이오매스를 멸균하기 위해서 히팅장치 및 압력차단장치를 포함할 수 있다. 분쇄된 바이오매스는 압력차단장치에 의해 분쇄장치 내부의 압력을 유지하고, 121℃에서 15~40분 동안 유지함으로써 멸균할 수 있다.On the other hand, the grinding apparatus may further include various apparatuses according to the following additional process. In one embodiment, a heating device and a pressure relief device may be included to sterilize the pulverized biomass. The pulverized biomass can be sterilized by maintaining the pressure inside the pulverizer by means of a pressure interrupter and holding it at 121 ° C for 15 to 40 minutes.

또한, 분쇄된 바이오매스를 열수 추출방식으로 필요성분을 추출하기 위해 히팅장치를 포함할 수 있다. 즉, 히팅장치를 이용하여 적절한 온도로 가열하여 필요한 물질을 추출할 수도 있다.In addition, a heating device may be included to extract the required components from the pulverized biomass by a hot water extraction method. That is, it is also possible to extract necessary substances by heating to a suitable temperature using a heating device.

또한, 분쇄된 바이오매스를 통해 높은 효율로 당화합물을 얻기 위하여 효소 투입장치를 포함할 수 있다. 즉, 효소를 이용하여 바이오매스를 분해시킴으로써 높은 효율로 당화합물을 얻을 수 있고, 얻어진 당화합물을 미생물을 이용하여 발효시킴으로써 경제적이면서도 친환경적으로 바이오연료를 제조할 수도 있다. 이때, 효소 처리에 소요되는 시간 대비 단당류 생성 효율을 최대화하기 위하여 효소 처리는 24~96 시간 동안 진행되는 것이 바람직하며, 효소처리 시간이 너무 작으면 당화가 효율적으로 일어나기 어렵고, 효소처리 시간이 길어지면 전체적인 공정 시간이 늘어나 효율이 떨어지게 된다. 또한, 효소 사용량 대비 단당류 생성 효율을 최대화하기 위하여 효소 사용량은 3~50 FPU/g-biomass인 것이 바람직하며, 효소 사용량이 너무 작으면 당화가 효율적으로 일어나기 어렵고, 효소 사용량이 많으면 단당류 생성 효율 대비 처리 비용이 증가하게 된다.In addition, an enzyme input device may be included to obtain the saccharide compound with high efficiency through the pulverized biomass. That is, it is possible to obtain the sugar compound with high efficiency by decomposing the biomass using the enzyme, and the obtained sugar compound can be fermented by using the microorganism, so that the biofuel can be produced economically and environmentally friendly. At this time, in order to maximize the monosaccharide production efficiency with respect to the time required for the enzyme treatment, the enzyme treatment preferably proceeds for 24 to 96 hours. When the enzyme treatment time is too short, saccharification is difficult to occur efficiently, The overall process time is increased and the efficiency is lowered. In order to maximize the monosaccharide production efficiency with respect to the amount of enzyme used, the enzyme is preferably used in an amount of 3 to 50 FPU / g-biomass. When the amount of enzyme used is too small, saccharification is difficult to occur efficiently. The cost increases.

본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오매스 처리방법은 바이오매스를 블렌딩 장치로 투입하는 투입단계; 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 단계; 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 체(sieve)로 분리한 후, 분쇄장치로 이동하는 분리단계; 및 세라믹 볼을 이용하여 바이오매스를 마멸분쇄하는 분쇄단계;를 포함한다. 본 발명은 블렌딩단계와 분쇄단계를 연속적으로 수행하되, 원하는 크기로 블렌딩된 바이오매스만 통과하도록 블렌딩 장치와 분쇄장치 사이에 체(sieve)를 설치하고, 소정의 크기(여기에서 소정의 크기란 15~25 메쉬(mesh)의 체를 통과할 수 있는 크기를 의미한다) 이하의 바이오매스만을 통과시킴으로써 바이오매스 분쇄효과를 극대화하는 한편, 생산하는 바이오매스 분쇄물이 균일한 크기를 갖는 효과를 가진다. 이하, 도 1에 도시된 바이오매스 처리장치를 이용하여 바이오매스 처리방법을 설명하나, 이에 국한되는 것은 아니다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating biomass comprising the steps of: inputting biomass into a blending apparatus; A blending step of cutting and mixing the biomass; A separation step of separating the biomass cut and mixed to a predetermined size or less by a sieve, and then moving the biomass to a grinding apparatus; And a grinding step of abrading and crushing the biomass using a ceramic ball. In the present invention, a sieve is installed between the blending device and the pulverizing device so that only the blending step and the pulverizing step are continuously performed, so that only the biomass blended to a desired size is passed, and a predetermined size The biomass pulverization product has a uniform size while the biomass pulverization effect is maximized by passing only the biomass below the biomass passing through the sieve of ~ 25 mesh. Hereinafter, the biomass treatment method using the biomass treatment apparatus shown in FIG. 1 will be described, but the present invention is not limited thereto.

일 실시예에 있어서, 투입단계는 바이오매스를 블렌딩 장치로 투입하는 단계로서, 블렌딩 장치와 분쇄장치 사이에 체(sieve)가 배치되어 소정의 크기 이하로 절단된 바이오매스를 계속적으로 통과시키므로 바이오매스 주입구를 통해 바이오매스를 연속 공급하는 것이 가능하다.In one embodiment, the step of introducing the biomass into a blending device includes placing a sieve between the blending device and the grinding device to continuously pass the biomass cut to a predetermined size or less, It is possible to continuously supply the biomass through the injection port.

일 실시예에 있어서, 블렌딩 단계는 투입된 바이오매스를 혼합 및 절단하는 단계이다. 블렌딩 단계는 다수개의 칼날을 구비하는 회전축을 포함하는 블렌딩 장치를 사용하여 수행할 수 있다. 이때, 회전축의 회전 속도는 150~450rpm인 것이 바람직하다. 150rpm 미만에서는 바이오매스가 효과적으로 절단되지 못하고, 450rpm을 초과하는 경우, 동력장치의 성능을 지나치게 높이게 되어 비경제적이다. 또한, 블렌딩 단계는 0.1~10분 수행되는 것이 바람직하고, 0.1분 미만의 경우, 절단 효과가 미흡하며, 10분 초과하는 경우, 바이오매스가 충분히 절단되어 추가적인 절단효과가 없으므로 비경제적이다.In one embodiment, the blending step is mixing and cutting the loaded biomass. The blending step may be performed using a blending device comprising a rotating shaft having a plurality of blades. At this time, the rotating speed of the rotating shaft is preferably 150 to 450 rpm. Below 150 rpm, the biomass can not be cleaved effectively, and above 450 rpm, the performance of the power plant is excessively high, which is uneconomical. In addition, the blending step is preferably performed for 0.1 to 10 minutes. If the blending time is less than 0.1 minute, the cutting effect is insufficient, and if it exceeds 10 minutes, the biomass is sufficiently cut off and there is no additional cutting effect.

일 실시예에 있어서, 분리단계는 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 체(sieve)로 분리한 후, 분쇄장치로 이동시키는 단계이다. 즉, 체(sieve)는 소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시키는 장치로서, 블렌딩 장치에 의해 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시켜 분쇄장치로 이동시킨다. 이때, 체(sieve)는 진동장치를 구비하고 있어, 체를 진동시킴으로서 소정의 크기 이하로 절단된 바이오매스를 효과적으로 통과시킬 수 있다. 즉, 충분한 크기로 절단된 바이오매스가 점성에 의해 통과하지 못하는 것을 방지할 수 있다.In one embodiment, the separating step is a step of separating the biomass cut and mixed to a predetermined size or smaller by a sieve, and then moving the biomass to a grinding apparatus. That is, a sieve is an apparatus for passing biomass cut and mixed to a predetermined size or smaller, and is passed through a biomass cut and mixed by a blending apparatus and moved to a grinding apparatus. At this time, the sieve is provided with a vibration device, and the biomass cut to a predetermined size or less can be effectively passed by vibrating the sieve. That is, biomass cut to a sufficient size can be prevented from failing to pass by the viscosity.

또한, 체(sieve)는 15~25 메쉬(mesh)의 체(sieve)로서, 이를 통과할 수 있는 바이오매스를 분쇄장치로 이동시키는 것이 바람직하다. 메쉬(mesh)란, 가로와 세로 길이 1인치(inch) 안에 들어있는 구멍의 개수를 나타내는 단위로서, 20 메쉬(mesh)의 경우, 가로와 세로 길이 1인치(inch) 안에 20개의 구멍이 있는 것을 의미한다. 15 메쉬 미만인 경우, 절단 시간이 매우 길어지기 때문에 비효율적이고, 25 메쉬를 초과하는 경우, 이어지는 분쇄장치에서 효과적으로 분쇄되지 않을 수 있다.Also, the sieve is a sieve of 15 to 25 mesh, and it is desirable to move the biomass that can pass through the sieve to the grinding apparatus. A mesh is a unit that indicates the number of holes in a width of 1 inch (inches). In the case of 20 meshes, 20 holes in one inch (width) and height it means. If it is less than 15 meshes, it is inefficient because the cutting time becomes very long, and if it exceeds 25 mesh, it may not be effectively crushed in the subsequent grinding apparatus.

일 실시예에 있어서, 분쇄단계는 세라믹 볼을 이용하여 바이오매스를 마멸분쇄하는 단계이다. 도 3은 마멸분쇄 방식의 원리를 설명하는 도면으로, 이를 참조하여 설명하면, 분쇄단계는 샤프트 핀(shaft pin)이 형성된 교반기(agitator)에 의해서 용기 내에 힘의 구배를 유도하고, 상기 힘의 구배가 형성된 용기 내에서 세라믹 볼 간의 마찰을 유도하여 내부에 있는 바이오매스를 분쇄하는 마멸분쇄(attrition mill) 방식을 이용하여 물리적 처리를 수행한다. 이때, 세라믹 볼은 3~10Φ인 것이 바람직하다. 3Φ 미만인 경우, 세라믹 볼에 의한 충분한 분쇄 효과를 가질 수 없고, 10Φ를 초과하는 경우, 바이오매스 분쇄 시 세라믹 볼 간의 충돌에 의해 세라믹 볼이 파손될 우려가 있다.In one embodiment, the grinding step is a step of abrading the biomass using a ceramic ball. 3 is a view for explaining the principle of the abrasive grinding method. Referring to FIG. 3, the grinding step induces a gradient of force in the vessel by an agitator formed with a shaft pin, The physical treatment is carried out by attrition mill which induces friction between the ceramic balls in the container in which the biomass is formed and crushes the biomass therein. At this time, the ceramic ball is preferably 3 to 10Φ. If it is less than 3Φ, it can not have a sufficient crushing effect by the ceramic balls, and if it exceeds 10Φ, the ceramic balls may be broken by the collision between the ceramic balls at the time of crushing the biomass.

또한, 분쇄장치는 10~60분의 시간동안 150~450rpm의 속도로 수행되는 것이 바람직하다. 분쇄 속도가 150rpm 미만일 경우, 분쇄가 충분히 이루어지지 않아 분쇄 효율이 떨어지고, 450rpm을 초과하는 경우, 추가적인 분쇄 효과를 얻기 어려우므로 비경제적이다.Further, it is preferable that the pulverizing apparatus is performed at a speed of 150 to 450 rpm for 10 to 60 minutes. If the grinding speed is less than 150 rpm, the pulverization is not sufficiently performed and the grinding efficiency is lowered. If the grinding speed is more than 450 rpm, it is difficult to obtain an additional pulverizing effect, which is uneconomical.

한편, 분쇄단계는 분쇄된 바이오매스 처리목적에 따라 다양한 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 분쇄된 바이오매스를 멸균하기 위한 멸균단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 멸균은 분쇄된 바이오매스 121℃에서 15~40분 동안 유지함으로써 멸균할 수 있다.On the other hand, the pulverization step may further include various steps depending on the purpose of the pulverized biomass treatment. In one embodiment, the method may further comprise a sterilization step for sterilizing the pulverized biomass. At this time, the sterilization can be performed by maintaining the pulverized biomass at 121 DEG C for 15 to 40 minutes.

또한, 분쇄된 바이오매스를 열수 추출방식으로 필요성분을 추출하기 위한 추출단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 추출단계는 히팅장치를 이용하여 적절한 온도로 가열하여 필요한 물질을 추출할 수 있다.In addition, the method may further include an extraction step of extracting the required components by the hot water extraction method of the pulverized biomass. At this time, in the extraction step, a necessary material can be extracted by heating to an appropriate temperature using a heating device.

또한, 분쇄된 바이오매스를 통해 높은 효율로 당화합물을 얻기 위한 당화단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 효소를 이용하여 바이오매스를 분해시킴으로써 높은 효율로 당화합물을 얻을 수 있고, 얻어진 당화합물을 미생물을 이용하여 발효시킴으로써 경제적이면서도 친환경적으로 바이오연료를 제조할 수도 있다. 이때, 효소 처리에 소요되는 시간 대비 단당류 생성 효율을 최대화하기 위하여 효소 처리는 24~96 시간 동안 진행되는 것이 바람직하며, 효소처리 시간이 너무 작으면 당화가 효율적으로 일어나기 어렵고, 효소처리 시간이 길어지면 전체적인 공정 시간이 늘어나 효율이 떨어지게 된다. 또한, 효소 사용량 대비 단당류 생성 효율을 최대화하기 위하여 효소 사용량은 3~50 FPU/g-biomass인 것이 바람직하며, 효소 사용량이 너무 작으면 당화가 효율적으로 일어나기 어렵고, 효소 사용량이 많으면 단당류 생성 효율 대비 처리 비용이 증가하게 된다.Further, it may further include a saccharification step for obtaining the saccharide compound with high efficiency through the pulverized biomass. That is, it is possible to obtain the sugar compound with high efficiency by decomposing the biomass using the enzyme, and the obtained sugar compound can be fermented by using the microorganism, so that the biofuel can be produced economically and environmentally friendly. At this time, in order to maximize the monosaccharide production efficiency with respect to the time required for the enzyme treatment, the enzyme treatment preferably proceeds for 24 to 96 hours. When the enzyme treatment time is too short, saccharification is difficult to occur efficiently, The overall process time is increased and the efficiency is lowered. In order to maximize the monosaccharide production efficiency with respect to the amount of enzyme used, the enzyme is preferably used in an amount of 3 to 50 FPU / g-biomass. When the amount of enzyme used is too small, saccharification is difficult to occur efficiently. The cost increases.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the structure and effect of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, this embodiment is intended to explain the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

[실시예][Example]

4개의 칼날을 구비하는 회전축을 가진 블렌딩 장치와 20 메쉬(mesh)의 체 및 10Φ의 세라믹 볼을 구비하는 분쇄장치를 포함하는 바이오매스 처리장치를 준비하였다.A biomass treatment apparatus including a blending apparatus having a rotating shaft having four blades and a grinding apparatus having a 20 mesh body and a 10 占 ceramic ball was prepared.

[비교예][Comparative Example]

실시예에서 블렌딩 장치와 체를 제외한 바이오매스 처리장치, 즉, 10Φ의 세라믹 볼을 구비하는 분쇄장치를 포함하는 바이오매스 처리장치를 준비하였다.In the examples, a biomass treatment apparatus including a blending apparatus and a sieve, that is, a milling apparatus having a ceramic ball of 10Φ was prepared.

[실험예][Experimental Example]

실시예 및 비교예의 바이오매스 처리장치에 옥수수대를 주입하고, 분쇄하여 샘플을 채취한 후, 바이오매스의 크기를 분석하였다. 이때, 블렌딩은 300rpm의 속도로 5분동안 진행하였고, 분쇄는 300rpm의 속도로 20분 동안 진행하였다.The cornstalks were poured into the biomass treatment apparatuses of the examples and the comparative examples, and the samples were collected by grinding to analyze the size of the biomass. At this time, the blending was carried out at a speed of 300 rpm for 5 minutes, and the pulverization was carried out at a speed of 300 rpm for 20 minutes.

도 4는 실시예 및 비교예의 실험결과를 비교한 그래프이다. 도 4를 통해 알 수 있듯이, 블렌딩 장치, 체 및 분쇄장치를 구비하는 실시예를 사용하여 바이오매스를 분쇄한 경우, 100㎛ 이하로 분쇄된 비율이 75%로, 비교예보다 훨씬 분쇄효율이 높다는 것을 알 수 있었다.4 is a graph comparing experimental results of Examples and Comparative Examples. As can be seen from FIG. 4, when the biomass was pulverized using an embodiment having a blending device, a sieve, and a pulverizing device, the pulverization rate to 100 μm or less was 75% and the pulverization efficiency was much higher than that of the comparative example .

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above embodiments and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 바이오매스 처리장치 10 : 블렌딩 장치
11 : 주입구 12 : 칼날
20 : 체(sieve) 21 : 오링(O-ring)
30 : 분쇄장치 31 : 샤프트 핀100: Biomass processing apparatus 10: Blending apparatus
11: inlet 12: blade
20: sieve 21: O-ring:
30: Grinding device 31: Shaft pin

Claims (8)

다수개의 칼날을 구비하고, 150~450rpm의 속도로 회전하는 회전축을 이용하여 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 장치;
소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 통과시키는 체(sieve); 및
샤프트 핀이 형성된 교반기 및 3~10Φ의 세라믹 볼을 이용하여 체를 통과한 바이오매스를 분쇄하는 분쇄장치;를 포함하되,
분쇄장치는,
분쇄된 바이오매스를 멸균하거나 특정 성분을 추출하기 위한 히팅장치와 압력차단장치를 포함하고,
분쇄된 바이오매스로부터 당화합물을 얻기 위하여 효소를 공급하는 효소 투입장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 처리장치.A blending device having a plurality of blades and cutting and mixing the biomass using a rotating shaft rotating at a speed of 150 to 450 rpm;
A sieve for passing biomass cut and mixed below a predetermined size; And
And a pulverizing device for pulverizing the biomass that has passed through the sieve using a stirrer having a shaft pin and a ceramic ball of 3 to 10Φ,
The grinding apparatus includes:
A heating device for sterilizing the pulverized biomass or extracting a specific component, and a pressure cutoff device,
And an enzyme input device for feeding an enzyme to obtain the sugar compound from the pulverized biomass. 삭제delete 제1항에 있어서,
체(sieve)는 진동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 처리장치.The method according to claim 1,
Characterized in that the sieve is provided with a vibrating device. 삭제delete 제1항의 바이오매스 처리장치를 이용한 바이오매스 처리방법에 있어서,
바이오매스를 블렌딩 장치로 투입하는 투입단계;
0.1~10분 동안 150~450rpm의 속도로 바이오매스를 절단 및 혼합하는 블렌딩 단계;
소정의 크기 이하로 절단 및 혼합된 바이오매스를 체(sieve)로 분리한 후, 분쇄장치로 이동하는 분리단계; 및
세라믹 볼을 이용하여 10~60분 동안 바이오매스를 마멸분쇄하는 분쇄단계;를 포함하되,
분쇄단계 이후에,
분쇄된 바이오매스를 멸균하기 위한 멸균단계;
분쇄된 바이오매스로부터 특정 성분을 추출하기 위한 추출단계; 및
효소를 투입하여 분쇄된 바이오매스로부터 당화합물을 얻기 위한 당화단계; 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 처리방법.A biomass treatment method using the biomass treatment apparatus according to claim 1,
A step of injecting biomass into a blending device;
A blending step of cutting and mixing the biomass at a rate of 150 to 450 rpm for 0.1 to 10 minutes;
A separation step of separating the biomass cut and mixed to a predetermined size or less by a sieve, and then moving the biomass to a grinding apparatus; And
Milling the biomass using a ceramic ball for 10 to 60 minutes,
After the grinding step,
A sterilization step for sterilizing the pulverized biomass;
An extraction step for extracting a specific component from the pulverized biomass; And
A saccharification step for obtaining the sugar compound from the pulverized biomass by adding an enzyme; Wherein the biomass comprises at least one of the following steps. 삭제delete 제5항에 있어서,
체(sieve)는 진동장치를 구비하고, 체(sieve)를 진동시킴으로써 바이오매스를 분쇄장치로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 처리방법.6. The method of claim 5,
Wherein the sieve has a vibrating device and moves the biomass to the grinding device by vibrating the sieve. 삭제delete
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